PROGRAM ROZWOJU MELIORACJI WODNYCH W PERSPEKTYWIE ŚREDNIO- I DŁUGOOKRESOWEJ

INSTYTUT TECHNOLOGICZNO-PRZYRODNICZY W FALENTACH Zakład Inżynierii Wodnej i Melioracji PROGRAM ROZWOJU MELIORACJI WODNYCH W PERSPEKTYWIE ŚREDNIO- I DŁUGOOKRESOWEJ WOJEWÓDZTWO WIELKOPOLSKIE Redakcja naukowa: prof. dr hab. Edmund Kaca Falenty 2015 WYDAWNICTWO ITP

INSTYTUT TECHNOLOGICZNO-PRZYRODNICZY Dyrektor: dr hab. Piotr Pasyniuk Wykonano w ramach realizacji Programu wieloletniego Standaryzacja i monitoring przedsięwzięć środowiskowych, techniki rolniczej i rozwiązań infrastrukturalnych na rzecz bezpieczeństwa i zrównoważonego rozwoju rolnictwa i obszarów wiejskich (Uchwała Nr 201/2011 Rady Ministrów z dnia 14 października 2011 r. w sprawie ustanowienia programu wieloletniego na lata 2011 2015) Priorytet 5. Rozwój standardów gospodarowania zasobami wodnymi na obszarach wiejskich Działanie 5.2 Standaryzacja metod oceny potrzeb melioracji rolnych, z uwzględnieniem nowych wymagań rolnictwa i ochrony środowiska naturalnego Recenzenci: prof. dr hab. Stanisław Twardy dr hab. Józef Lipiński, prof. nadzw. Kierownik Działu Wydawnictw: dr hab. Halina Jankowska-Huflejt, prof. nadzw. Opracowanie redakcyjne: Grażyna Pucek Skład komputerowy i przygotowanie do druku: Elżbieta Golubiewska ISSN 0860-1410 Copyright by Instytut Technologiczno-Przyrodniczy w Falentach 2015 Adres Redakcji: Falenty, al. Hrabska 3, 05-090 Raszyn e-mail: wydawnictwo@itp.edu.pl; tel. +48 22 720-05-98, tel./fax +48 22 628-37-63 Realizacja wydania: Agencja Wydawniczo-Poligraficzna Gimpo Ark. wyd. 2,7. Nakład 120 egz.

3 1. WSTĘP Opracowanie powstało w ramach działania 5.2. pt. Standaryzacja metod oceny potrzeb melioracji rolnych z uwzględnieniem nowych wymagań rolnictwa i ochrony środowiska naturalnego. Działanie to było częścią programu wieloletniego na lata 2011 2015 Standaryzacja i monitoring przedsięwzięć środowiskowych, techniki rolniczej i rozwiązań infrastrukturalnych na rzecz bezpieczeństwa i zrównoważonego rozwoju rolnictwa i obszarów wiejskich (Uchwała Nr 202/2011 Rady Ministrów z dnia 14 października 2011 r.), realizowanego przez Instytut Technologiczno-Przyrodniczy. Przedmiotem opracowania są uwarunkowania i program rozwoju melioracji w województwie, w szczególności zaś rozwoju cieków tzw. rolniczych, oraz urządzeń wodnych i melioracyjnych. Przez rozwój melioracji rozumie się ciągłe skoordynowane zmiany, dostosowujące melioracje do zmieniających się warunków, w szczególności do zmieniającego się rolnictwa, wymagań środowiska naturalnego i oczekiwań społeczeństwa. Rozwój jest procesem jakościowym, polegającym na wprowadzaniu innowacji produktowych, procesowych, strukturalnych oraz innowacji w obszarze organizacji i zarządzania melioracjami. Rozwój może być realizowany poprzez wzrost zakresu i jakości (innowacyjności) utrzymywania urządzeń w sprawności i zdatności technicznej, jak również poprzez ich odbudowę, w tym rozbudowę i modernizację. Celem pracy jest przedstawienie uwarunkowań rozwoju melioracji i propozycji programów rozwoju melioracji w województwie w średnio- i długookresowej perspektywie odpowiednio do 2020 r. i w latach 2021 2030. Opracowanie stanowi syntetyczny materiał informacyjno-wdrożeniowy opublikowany w serii Materiały Informacyjne i jest przeznaczone dla planistów oraz decydentów w województwie, a także innych specjalistów zajmujących się sprawami rozwoju rolnictwa i obszarów wiejskich, szczególnie zagadnieniami związanymi z gospodarką wodną i melioracjami. Na niniejsze Materiały Informacyjne składa się siedem rozdziałów. Szczególnie istotne są rozdziały 3, 4, 5 i 6. W rozdziale 3. Diagnoza stanu odwodnień i nawodnień w województwie zawarte są najbardziej istotne dane charakteryzujące stan ilościowy i jakościowy urządzeń wodnych i melioracyjnych w województwie. Szczególną uwagę zwraca się na urządzenia melioracji wodnych szczegółowych, a więc na systemy odwodnień i nawodnień użytków rolnych w województwie. W rozdziale 4. Ocena potrzeb rozwoju odwodnień i nawodnień w świetle dokumentów strategicznych i planistycznych województwa zaprezentowano poglądy na rozwój melioracji wynikające z różnych dokumentów, w tym strategii rozwoju województwa. Bardziej szczegółową (z wykorzystaniem map i tabel) charakterystykę potrzeb (zasadności) rozwoju melioracji przedstawiono w rozdziale 5. Ocena potrzeb rozwoju odwodnień i nawodnień w województwie na podstawie wskaźników. Uwzględniono uwarunkowania klimatyczne, hydrologiczne, glebowo-wodne i przyrodniczo-ekologiczne powiatów w województwie oraz uwarunkowania społeczno-ekonomiczne. W rozdziale 6. Planowany zakres oraz koszty utrzymania i odbudowy/modernizacji urządzeń w województwie przedstawiono wyniki obliczeń zakresu oraz kosztów utrzymywa-

4 nia i odbudowy urządzeń wodnych i melioracyjnych, a także cieków rolniczych (tzw. marszałkowskich) w województwie do 2020 r. i na lata 2021 2030. Dane zawarte w tym rozdziale są propozycją autorów, do ewentualnego wykorzystania. Specyfika opracowania polega na tym, że proponowane rozwiązania dla województwa zostały przygotowane przez jeden zespół specjalistów pracowników Instytutu Technologiczno-Przyrodniczego reprezentujących różne dyscypliny. W skład zespołu weszli specjaliści w zakresie melioracji, gospodarki wodnej, hydrologii, agrometeorologii, ekonomii zasobów wodnych, gleboznawstwa i ekologii. Prezentowane jest zatem jednolite spojrzenie tego wielodyscyplinarnego zespołu na problemy województw. Oczekuje się, że praca przyczyni się do poprawy informacyjnego przygotowania planistów i decydentów na szczeblu centralnym i wojewódzkim oraz poprawy trafności podejmowanych decyzji dotyczących dostosowania działalności melioracyjnej do specyfiki rolnictwa intensywnego, integrowanego (zrównoważonego) i ekologicznego, wymagań wynikających z potrzeby ochrony przyrody i środowiska oraz potrzeb przeciwdziałania skutkom coraz częstszych ekstremów pogodowych. Autorzy liczą, że wywoła ono żywą dyskusję na temat roli melioracji wodnych w województwie oraz kierunków i zakresu ich rozwoju. Wyniki tej dyskusji będą prezentowane społeczeństwu województwa za pośrednictwem środków masowej komunikacji, w tym prasy fachowej. 2. ZARYS METODYKI OPRACOWANIA I OBLICZEŃ W materiałach wykorzystano informacje zawarte w sprawozdaniach RRW-10, opracowane w MRiRW na podstawie danych z wojewódzkich zarządów melioracji i urządzeń wodnych, jak również informacje z opracowań monograficznych wykonanych w Instytucie Technologiczno-Przyrodniczym w Falentach w ramach ww. programu wieloletniego. Do opracowań tych zalicza się: Uwarunkowania rozwoju melioracji wodnych w Polsce [KACA (red.) 2014], Rozwój melioracji i gospodarowania wodą w świetle wojewódzkich opracowań strategicznych [KACA (red.) 2015], Podstawy metodyczne obliczeń w programowaniu rozwoju melioracji wodnych. Aspekty rzeczowo-kosztowe [KACA 2015b], Średnio- i długookresowe programy rozwoju melioracji wodnych w skali kraju i województw [KACA 2015c]. Podstawą propozycji programu rozwoju melioracji w województwie są wyniki analizy stanu melioracji w województwie w 2013 r. Analizy te wykonano, posługując się głównie danymi statystycznymi zawartymi w sprawozdaniach RRW-10, dotyczącymi m.in. stanu ilościowego i utrzymania urządzeń melioracji wodnych szczegółowych, podstawowych oraz cieków tzw. marszałkowskich. Na potrzeby niniejszej pracy oceny stanu technicznego i efektów melioracji dokonano, posługując się specjalnie opracowanymi miarami, jednolitymi dla wszystkich województw. Miary te zostały szczegółowo zaprezentowane w rozdziale 3.1. Propozycje rozwiązań programowych

sformułowano, kierując się wynikami badań na temat uwarunkowań rozwoju melioracji w Polsce [KACA (red.) 2014], jak również informacjami zawartymi w dokumentach strategicznych i planistycznych województw [KACA (red.) 2015]. W wyniku realizacji tych prac został opracowany m. in. wskaźnik względnej zasadności rozwoju melioracji w województwie [KACA 2015b]. Obliczenia programowe, w wyniku których powstały tabele zakresu rzeczowego i kosztowego prac utrzymaniowych i odbudów urządzeń wodnych i melioracyjnych, wykonano posługując się metodyką opisaną w pracy Podstawy metodyczne obliczeń w programowaniu rozwoju melioracji wodnych. Aspekty rzeczowo-kosztowe [KACA 2015b]. W niniejszej pracy wyraźnie różnicuje się system wodno-melioracyjny w województwie na system wodny (urządzenia melioracji wodnych podstawowych i cieki tzw. marszałkowskie) i system melioracyjny (urządzenia melioracji wodnych szczegółowych). Dla każdego systemu określone zostały niezbędne zakresy prac utrzymaniowych oraz niezbędne nakłady na odbudowę, do których zalicza się również przebudowę i modernizację tych systemów, oddzielnie dla systemów melioracyjnych i systemów wodnych. Do odbudowy mogą być przeznaczane urządzenia utrzymywane. Taka sytuacja będzie miała miejsce w przypadku urządzeń wymagających modernizacji, np. wyposażenia rowów w budowle piętrzące, lub gdy realizowane utrzymywanie jest bardzo drogie i po odbudowie jego koszty znacznie się obniżą. Stosowane metody obliczeń wiążą na zasadzie sprzężenia zwrotnego programowanie rozwoju melioracji w kraju z rozwojem melioracji w województwach. Najpierw ustala się wartości wskaźników krajowych dotyczących intensyfikacji prac utrzymaniowych i odbudów, a następnie na podstawie wartości tych wskaźników dokonuje się obliczeń zakresu prac i ich kosztów w województwach. Sumy wyników z województw składają się na program rozwoju melioracji w kraju. Zakres (liczbę/ilość) utrzymywania urządzeń w województwie w danym roku obliczano jako sumę zakresu utrzymywania urządzeń w roku poprzednim i przyrostu zakresu tego utrzymywania w danym roku. Przyrost ten obliczano wg wzoru [KACA 2015b]: gdzie: Δu i Δu 0,12 (1) = roczny przyrost liczby/ilości urządzeń danego rodzaju utrzymywanych w województwie, szt., km, ha; = roczny przyrost liczby/ilości urządzeń danego rodzaju utrzymywanych w kraju, szt., km, ha; wsk i = wskaźnik względnej zasadności rozwoju melioracji (odwodnień albo nawodnień albo odwodnień i nawodnień) w województwie. Na przykład, jeżeli w 2015 r. w województwie, w którym wskaźnik względnej zasadności rozwoju odwodnień i nawodnień wynosi 0,3 (wsk = 0,3), utrzymywano urządzenia na 50 tys. ha TUZ, a w 2016 r. w kraju planuje się wzrost (w stosunku do 2015 r.) 5

6 utrzymywania urządzeń na TUZ o 100 tys. ha (Δu = 100 tys. ha), to w 2016 r. w województwie przyjmowano utrzymywanie urządzeń na powierzchni 50 tys. ha + 0,12 0,3 100 tys. ha = 53,6 tys. ha TUZ. Zakłada się, że corocznie prace utrzymaniowe będą prowadzone co najmniej na części dolinowych systemów wodno-melioracyjnych (wprowadza się limit zakresu corocznego utrzymywania). W ich przypadku zakres prac utrzymaniowych na ciekach uregulowanych i nieuregulowanych jest powiązany z zakresem prac utrzymaniowych na zmeliorowanych TUZ. W planowaniu dąży się do tego, aby dolinowy system wodno-melioracyjny w województwie był zrównoważony, tzn. aby potencjał użytkowy systemów wodnych był zgodny z potencjałem użytkowym systemów melioracyjnych, a jednocześnie aby powierzchnia TUZ z utrzymywanymi urządzeniami i długość utrzymywanych cieków w rozpatrywanych perspektywach programowych nie ulegały zmniejszeniu [KACA 2015a, b]. W szczególnym, krańcowym przypadku dolinowy system wodno-melioracyjny w województwie jest zrównoważony, gdy urządzenia melioracyjne na całej zmeliorowanej powierzchni TUZ i uregulowane cieki na całej długości w województwie są utrzymywane corocznie. W pozostałych przypadkach w danym roku pole powierzchni zmeliorowanych TUZ z utrzymywanymi urządzeniami i długość utrzymywanych uregulowanych cieków w zrównoważonym dolinowym systemie wodno-melioracyjnym w województwie będą mniejsze od maksymalnych. Równoważenie utrzymywanego na określonym poziomie systemu melioracyjnego TUZ z utrzymywanym na określonym poziomie systemem wodnym i jednocześnie niedopuszczanie do zwiększenia się w strukturze zmeliorowanej powierzchni TUZ powierzchni z urządzeniami nieutrzymywanymi oraz w strukturze cieków długości cieków nieutrzymywanych traktuje się jako cel strategiczny interwencji publicznej w rozwój utrzymywania urządzeń w dolinowym systemie wodno-melioracyjnym w województwie. Zakłada się, że w okresie objętym programem będzie odbudowywana część urządzeń, które w 2013 r. oczekiwały na odbudowę, oraz że będą odbudowywane wszystkie urządzenia, które zostaną wyłączone z eksploatacji w trakcie realizacji tego programu. Pierwszy rodzaj odbudów nazwano odbudowami zaległymi, drugi zaś odbudowami bieżącymi. Roczny zakres odbudów zaległych δoz i realizowanych w województwie w danym roku obliczano na podstawie zakresu tych odbudów w roku poprzednim i planowanego przyrostu odbudów w danym roku. Przyrost ten obliczano wg wzoru [KACA 2015b]: 0,12 (2) gdzie: Δoz i = roczny przyrost liczby/ilości urządzeń danego rodzaju odbudowywanych w województwie w ramach odbudów zaległych, szt., km, ha; Δoz = roczny przyrost liczby/ilości urządzeń danego rodzaju odbudowywanych w kraju w ramach odbudów zaległych, szt., km, ha;

wsk i = wskaźnik względnej zasadności rozwoju melioracji (odwodnień albo nawodnień albo odwodnień i nawodnień) w województwie. Na przykład, jeżeli w 2015 r. w województwie, w którym wskaźnik względnej zasadności rozwoju odwodnień i nawodnień wynosi 0,3 (wsk i = 0,3) odbudowywano urządzenia na powierzchni 0,05 tys. ha TUZ, a w kraju w 2016 r. planuje się przyrost odbudów urządzeń na powierzchni 1,0 tys. ha (Δoz = 1,0 tys. ha), to w województwie w tym roku będą odbudowywane w ramach odbudów zaległych urządzenia na powierzchni δoz i = (0,05 + 0,12 0,3 1,0) = 0,086 tys. ha 0,09 tys. ha. Roczny zakres odbudów bieżących δob i w województwie jest obliczany wg wzoru [KACA 2015b]: gdzie: δob i δob = liczba/ilość urządzeń danego rodzaju do odbudowy w danym roku w województwie; = liczba/ilość urządzeń danego rodzaju do odbudowy w danym roku w kraju; L, L i = liczba/ilość urządzeń danego rodzaju odpowiednio w kraju i w województwie, szt., km, ha; Loz, Loz i = liczba/ilość urządzeń do odbudów zaległych odpowiednio w kraju i w województwie, szt., km, ha. Na przykład, jeżeli w kraju w danym roku na bieżąco (poza odbudowami zaległymi) będą odbudowywane urządzenia na powierzchni δob = 5 tys. ha trwałych użytków zielonych, a powierzchnia zmeliorowanych TUZ w województwie pomniejszona o powierzchnię z urządzeniami do odbudowy (L i Loz i ) = (135,6 73,0) = 62,6 tys. ha, zaś powierzchnia zmeliorowanych TUZ w kraju pomniejszona o powierzchnię z urządzeniami do odbudowy (L Loz) = (1 786,5 592,7 = 1 193,8 tys. ha), to w województwie planuje się bieżącą odbudowę urządzeń na powierzchni 5 [62,6/(1 193,8)] = 0,262 tys. ha 0,3 tys. ha TUZ. Roczny przyrost Δu liczby/ilości urządzeń utrzymywanych w kraju i przyrost Δoz odbudów zaległych w kraju wyznacza się metodą ekspercką, a zakres δob odbudów bieżących metodą ekspercką lub z zastosowaniem teorii odnów obiektów. Zagadnienia te zostały szczegółowo opisane przez KACĘ [2015b]. Na podstawie zakresów odbudów i prac utrzymaniowych oblicza się koszty tych prac. Koszty jednostkowe utrzymywania uzależniono od tzw. długości cyklu utrzymywania urządzeń T. Dąży się do utrzymywania urządzeń w cyklu jednorocznym (T = 1 rok). Zagadnienie tego cyklu bardziej szczegółowo omówiono w rozdziale 3.1. Na koszty mają wpływ nie tylko zakres planowanych prac utrzymaniowych i odbudów, lecz również jednostkowe koszty tych prac i prognoza ich zmian. W obliczeniach przyjęto, że jednostkowe koszty nie będą zmniejszały się, wręcz raczej będą miały tendencję wzrostową. Zmianę kosztów wyrażano za pomocą wskaźników pu i po rocznego wzrostu (w stosunku do roku poprzedniego) kosztów jednostkowych odpo- 7 (3)

8 wiednio prac utrzymaniowych i odbudowy. Uwzględniono również możliwość dodatkowego wzrostu kosztów utrzymywania i odbudowy urządzeń. Wzrost ten wyrażono za pomocą wskaźnika niedoszacowania kosztów φ. Zakładano, że wartość tego wskaźnika będzie systematycznie rosła od zera w 2013 r. do wartości φmax w 2030 r. W pracy podano tylko skrajne wyniki obliczeń, gdy pu = po = 2% i φmax = 10% i gdy pu = po = 0% i φmax = 0%. 3. DIAGNOZA STANU ODWODNIEŃ I NAWODNIEŃ W WOJEWÓDZTWIE 3.1. WSKAŹNIKI OCEN DIAGNOSTYCZNYCH Stan techniczny urządzeń melioracyjnych na użytkach rolnych (UR) zależy od kosztów (nakładów) utrzymywania tych urządzeń oraz od długości cyklu ich utrzymywania T. Przez długość tego cyklu rozumie się czas (w latach) między kolejnymi zabiegami utrzymującymi urządzenia w zdatności i sprawności. W trakcie takiego cyklu, nazywanego dalej często cyklem T-letnim, najczęściej na koniec jego trwania, wykonuje się różnego rodzaju prace obsługowe, w tym konserwacyjne, remontowe itp. Czas ten oblicza się wg wzoru [KACA 2015b]: (4) gdzie: L e = liczba/ilość urządzeń danego rodzaju wg ewidencji, szt., ha, km; L u = liczba/ilość rocznie utrzymywanych urządzeń danego rodzaju, szt. rok 1, ha rok 1, km rok 1. Można założyć, że im wyższe koszty i krótsza długość cyklu T, tym stan urządzeń jest lepszy. Na podstawie tego założenia wprowadza się dwuwymiarową porządkową skalę ocen stanu technicznego urządzeń melioracyjnych na UR w skali województwa (tab. 1). Tabela 1. Oceny stanu technicznego urządzeń melioracyjnych na użytkach rolnych w skali województwa Roczny koszt (nakład) specyficzny Długość cyklu utrzymywania urządzeń T, lata zł ha 1 1 2 2 3 3 4 >4 >60 bdb 1) db db dst 40 60 db db dst ndst 30 40 db dst ndst ndst 20 30 dst ndst ndst ndst <20 ndst ndst ndst ndst Objaśnienia: bdb = bardzo dobry, db = dobry, dst = dostateczny, ndst = niedostateczny. Źródło: KACA [2015b].

9 Użytki rolne (UR), czyli grunty orne (GO) i trwałe użytki zielone (TUZ), w województwach są zmeliorowane tylko w części. Im większa jest ta część, tym produkcyjne efekty melioracji mogą być większe (bardziej zauważalne). Będą to efekty pozytywne w przypadku dominacji powierzchni UR z urządzeniami utrzymywanymi i mogą być negatywne lub żadne w przypadku dominacji powierzchni z urządzeniami nieutrzymywanymi do odbudowy. Wielkość pozytywnych efektów melioracji ocenia się wg dwuwymiarowej, porządkowej skali ocen, przedstawionej w tabeli 2. Tabela 2. Produkcyjne efekty utrzymywania urządzeń melioracyjnych na użytkach rolnych w skali województwa Udział geodezyjnej powierzchni UR z urządzeniami utrzymywanymi, % Jednostkowe rzeczywiste koszty (nakłady) utrzymywania urządzeń zł ha 1 >130 90 30 50 90 <50 >20 bardzo duże bardzo duże duże średnie 15 20 bardzo duże duże średnie małe 10 15 duże średnie małe bardzo małe 5 10 średnie małe bardzo małe brak <5 małe bardzo małe brak brak Źródło: KACA [2015b]. Zakres efektów melioracji (bilans efektów pozytywnych i negatywnych) w skali województwa zależy nie tylko od zakresu efektów pozytywnych (tab. 2), lecz również od wartości wskaźnika dominacji (WD), oznaczającego stosunek udziału (%) geodezyjnej powierzchni UR (GO, TUZ) z urządzeniami nie przewidywanymi do odbudowy utrzymywanymi do udziału (%) geodezyjnej powierzchni UR (GO, TUZ) z urządzeniami nieutrzymywanymi do odbudowy, w ogólnej geodezyjnej powierzchni UR (GO, TUZ). Efekty melioracji (bilans efektów) w skali województwa ocenia się na podstawie skali ocen przedstawionej w tabeli 3. Dolinowym systemom wodno-melioracyjnym (SWM) można przypisać cechę ciągłą jakościową, którą jest ich zrównoważenie. Ze względu na tę cechę można wyróżnić systemy zrównoważone i systemy niezrównoważone. W systemach zrównoważo- Tabela 3. Produkcyjne efekty melioracji (bilans efektów) użytków rolnych w skali województwa Wskaźnik Efekty utrzymywania urządzeń melioracyjnych dominacji WD bardzo duże duże średnie małe bardzo małe brak >5 bardzo duże bardzo duże duże średnie małe brak 1,2 5 bardzo duże duże średnie małe bardzo małe brak 0,8 1,2 duże średnie małe bardzo małe brak ujemne 0,2 0,8 średnie małe brak ujemne ujemne ujemne <0,2 małe brak ujemne ujemne ujemne ujemne Źródło: KACA [2015b].

10 nych cieki oraz urządzenia melioracji wodnych podstawowych warunkują prawidłowe funkcjonowanie urządzeń melioracji wodnych szczegółowych. Odwadniające lub nawadniające funkcje melioracji wodnych szczegółowych są możliwe do realizacji poprzez odpowiednio przygotowane cieki i kanały. Obiekty te zapewniają odpływ wody ze zmeliorowanych łąk i pastwisk w czasie jej nadmiarów, są też źródłem wody do nawodnień w czasie jej niedoborów. Stopień zrównoważenia SWM w województwie można mierzyć za pomocą wskaźnika WZ zrównoważenia systemów, wyrażonego wzorem [KACA 2015a, b]: (5) gdzie: LSr = pole zmeliorowanej powierzchni TUZ w województwie z utrzymywanymi urządzeniami melioracyjnymi, przypadające na jednostkę długości uregulowanych utrzymywanych cieków rolniczych, ha km 1 ; LSo = pole zmeliorowanej powierzchni TUZ z urządzeniami melioracyjnymi przypadające na jednostkę długości uregulowanych cieków, ha km 1. Zakłada się, że SWM w województwie są zrównoważone (w harmonii), gdy WZ = 1. W pozostałych przypadkach systemy są niezrównoważone. Stopień i kierunek tego niezrównoważenia wynika z wartości wskaźnika WZ gdy WZ > 1, to w SWM dominują systemy melioracyjne (SM), gdy WZ < 1, to dominują systemy wodne (SW) [KACA 2015a]. Stopień zrównoważenia SWM w województwie będzie oceniany wg pięciostopniowej skali porządkowej (tab. 4). Tabela 4. Klasy zrównoważenia dolinowych systemów wodno-melioracyjnych (SWM) w skali województwa Stopień zrównoważenia Wskaźnik zrównoważenia WZ Bardzo mały z przewagą SM >2 Mały z przewagą SM 1,2 2 Zadowalający 0,8 1,2 Mały z przewagą SW 0,5 0,8 Bardzo mały z przewagą SW <0,5 Objaśnienia: SM = dolinowe systemy melioracyjne, SW = dolinowe systemy wodne. Źródło: KACA [2015b]. 3.2. WYNIKI DIAGNOZY Powierzchnia geodezyjna użytków rolnych (UR) w województwie wynosi 1858,7 tys. ha, w tym zmeliorowane jest 974,1 tys. ha, tj. 52,4% powierzchni UR. W skład tej powierzchni wchodzą grunty orne (GO), które zajmują 1575,0 tys. ha, w tym 838,5 tys. ha (53,2%) to obszary zmeliorowane oraz trwałe użytki zielone (TUZ), zajmujące obszar 283,8 tys. ha, w tym 135,6 tys. ha (47,8%) to powierzchnia zmeliorowana (tab.

5). Wartość urządzeń melioracji wodnych szczegółowych w województwie szacuje się na ok. 17,2 mld zł, a wartość urządzeń regulacji wód na ciekach rolniczych i urządzeń melioracji wodnych podstawowych na ok. 3,8 mld zł [KACA 2015a]. W latach 2009 2013 w województwie następował powolny wzrost udziału powierzchni UR z urządzeniami utrzymywanymi w powierzchni zmeliorowanej. Rocznie wzrost ten wynosił 2,56% na GO i 1,10% na TUZ [KACA 2014]. W ślad za tym powoli zmniejszała się długość cyklu utrzymywania urządzeń. W 2013 r. w województwie urządzenia utrzymywano w sprawności na 85,5% zmeliorowanej powierzchni GO i 85,4% zmeliorowanej powierzchni TUZ. W latach 2009 2013 rosły koszty utrzymywania urządzeń na UR. Roczny wzrost kosztu rzeczywistego (w przeliczeniu na hektar powierzchni z utrzymywanymi urządzeniami) wynosił 1,79 zł ha 1, a kosztu specyficznego (w przeliczeniu a hektar zmeliorowanej powierzchni) 2,14 zł ha 1. W 2013 r. koszt rzeczywisty wynosił 31,7 zł ha 1, a koszt specyficzny 27,1 zł ha 1. Do odbudowy zakwalifikowano urządzenia na 27,7% zmeliorowanej powierzchni GO i 53,9% zmeliorowanej powierzchni TUZ (tab. 5). W latach 2009 2013 do odbudowy kwalifikowano urządzenia na zbliżonym poziomie. Stan melioracji szczegółowych na UR (GO, TUZ) w województwie charakteryzowano za pomocą: długości T cyklu utrzymywania urządzeń w województwie oraz specyficznego (w przeliczeniu na jednostkę zmeliorowanej powierzchni) rocznego kosztu ich utrzymywania, udziału (%) powierzchni UR (GO, TUZ) z urządzeniami utrzymywanymi oraz udziału (%) powierzchni UR (GO, TUZ) z urządzeniami nieutrzymywanymi wymagającymi odbudowy w geodezyjnej powierzchni UR (GO, TUZ) województwa, stopnia zrównoważenia dolinowych systemów wodno-melioracyjnych w województwie, zaangażowania rolników w utrzymywanie urządzeń melioracji szczegółowych w województwie. W 2013 r. urządzenia na GO i TUZ były utrzymywane w cyklu 1,2-letnim (T = 1,2 lat) tabela 5. Jeżeli założyć, że roczny koszt rzeczywisty utrzymywania urządzeń jest taki sam na GO i TUZ, to roczny specyficzny koszt utrzymywania urządzeń na GO i TUZ (w przeliczeniu na hektar zmeliorowanej powierzchni odpowiednio GO i TUZ) wynosił 27,1 zł ha 1 i 27,0 zł ha 1. Biorąc pod uwagę opisane wyżej trendy oraz wysokość rocznego specyficznego kosztu i długość cyklu utrzymywania urządzeń (na GO 27,1 zł ha 1 ; 1,2 lat i TUZ 27,0 zł ha 1 ; 1,2 lat), można przypuszczać, że średnio w skali województwa stan techniczny urządzeń na GO i TUZ jest dostateczny (tab. 1). Efektywność funkcjonowania urządzeń nieutrzymywanych wymagających odbudowy jest niewielka. Mogą one nawet oddziaływać niekorzystnie. Największą efektywnością charakteryzują się urządzenia utrzymywane. Negatywne oddziaływanie urządzeń nieutrzymywanych wymagających odbudowy, jak i pozytywne urządzeń utrzymywanych może być tym większe (bardziej zauważalne), im większy jest udział (%) powierzchni UR (GO, TUZ) pokrytej tymi urządzeniami w geodezyjnej po- 11

12 Tabela 5. Stan ewidencyjny urządzeń melioracyjnych, wodnych i utrzymywania wód, potrzeby ich odbudowy (stan na 31.12.2013 r.) oraz zakres i koszty ich utrzymywania w 2013 r. w województwie wielkopolskim Rodzaj urządzeń razem (100%) Liczba/ilość urządzeń Długość cyklu utrzymywania utrzymywanych zakwalifikowanych do odbudowy T Roczny koszt utrzymywania urządzeń jednostkowy łączny rzeczywisty specyficzny tys. ha tys. ha % tys. ha % lata tys. zł zł ha 1 Grunty orne (GO) 838,5 716,9 85,5 232,5 27,7 1,2 31,7 27,1 Trwałe użytki zielone (TUZ) 135,6 115,7 85,4 73,0 53,9 1,2 31,7 27,0 Użytki rolne (UR) 974,1 832,6 85,5 305,5 31,4 1,2 26427 31,7 27,1 km km % km % lata tys. zł tys. zł km 1 Cieki uregulowane 3605 1788 49,6 2,0 11110 6,2 3,1 Cieki nieuregulowane 2 587 1138 44,0 2,3 5291 4,6 2,0 Cieki 6192 2926 47,3 1774 28,6 2,1 16401 5,6 2,6 Kanały melioracyjne 878 446 50,8 178 20,3 2,0 2701 6,1 3,1 Wały przeciwpowodziowe 773 769 99,5 240 31,0 1,0 2211 2,9 2,9 szt. szt. % szt. % lata tys. zł tys. zł szt 1 Melioracyjne stacje pomp 50 50 100,0 21 42,0 1,0 4209 84,2 84,2 Zbiorniki rolnicze 34 32 94,1 0 0,0 1,1 1795 56,1 52,8 Źródło: opracowanie własne.

powierzchni UR (GO, TUZ). Pozytywne odziaływanie urządzeń utrzymywanych zależy również od ich stanu technicznego (nakładów na ich utrzymywanie, tab. 2). W 2013 r. powierzchnia GO z urządzeniami utrzymywanymi stanowiła 45,5% geodezyjnej powierzchni GO i była 5,91 razy większa (wskaźnik dominacji WD = 5,91) od geodezyjnej powierzchni GO z urządzeniami nieutrzymywanymi wymagającymi odbudowy. Powierzchnia TUZ z urządzeniami utrzymywanymi stanowiła 40,8% geodezyjnej powierzchni TUZ i była 5,83 razy większa (wskaźnik dominacji WD = 5,83) od geodezyjnej powierzchni TUZ z urządzeniami nieutrzymywanymi wymagającymi odbudowy [KACA 2015a]. Biorąc pod uwagę udział (%) powierzchni UR (GO, TUZ) pokrytej utrzymywanymi urządzeniami w powierzchni geodezyjnej UR (GO, TUZ) i roczny koszt rzeczywisty utrzymywania urządzeń (31,7 zł ha 1 ), można twierdzić, że w skali województwa przy takim zakresie i intensywności utrzymywania urządzeń pozytywne efekty produkcyjne tego utrzymywania mogą być średnie na GO i na TUZ(tab. 2). Po uwzględnieniu wskaźnika dominacji WD efekty produkcyjne melioracji można oceniać jako duże na GO i małe na TUZ. W województwie wielkopolskim utrzymuje się nawet urządzenia przeznaczone do odbudowy (tab. 3). Powierzchnia pokryta takimi urządzeniami wynosi w przypadku GO 7,0%, a w przypadku TUZ aż 18,8% zmeliorowanej powierzchni odpowiednio GO i TUZ. W 2013 r. na jeden kilometr uregulowanych cieków w województwie wielkopolskim przypadało 37,6 ha zmeliorowanych TUZ, a na jeden kilometr uregulowanych utrzymywanych cieków 64,7 ha zmeliorowanych TUZ z urządzeniami utrzymywanymi [KACA 2015a]. Druga wartość jest 1,72 razy większa od pierwszej (wskaźnik zrównoważenia WZ = 1,72), co może oznaczać mały stopień zrównoważenia dolinowych systemów wodno-melioracyjnych (SWM) w województwie (tab. 4). Przeważają systemy melioracyjne, tzn. rolnicze możliwości systemów wodnych mogą być niewystarczające. W celu doprowadzenia do równowagi należałoby zwiększyć długość utrzymywanych cieków i znajdujących się na nich urządzeń. Szczegóły dotyczące równowagi w dolinowych systemach wodno-melioracyjnych zostały opisane przez KACĘ [2015a, b]. W rolnictwie na wysokim poziomie rozwoju, szczególnie na obszarach zagrożonych suszą, zasadą jest, że użytki rolne odwadniane powinny być również wyposażone w systemy nawadniające. Na TUZ powinny to być systemy nawodnień podsiąkowych (systemy odwadniające wyposażone w budowle piętrzące i doprowadzenie wody), a na GO systemy nawodnień ciśnieniowych. W 2013 r. na 135,6 tys. ha zmeliorowanych TUZ urządzenia nawadniające znajdowały się na powierzchni 34,3 tys. ha, a utrzymywano je na powierzchni 29,2 tys. ha (85,1%). Powierzchnia GO z urządzeniami nawadniającymi zajmuje 14,3 tys. ha, z czego utrzymuje się 10,4 tys. ha (72,4 %). Ze względu na spodziewane efekty melioracji należy pozytywnie oceniać ich rolę w rozwoju rolnictwa w województwie. Tę korzystną sytuację można jeszcze poprawić poprzez zwiększenie jednostkowych nakładów na utrzymywanie urządzeń na UR (poprawę stanu technicznego urządzeń) oraz zmniejszenie powierzchni UR z urządzeniami do odbudowy. Odbudowie urządzeń na TUZ powinno towarzyszyć wyposażanie systemu w urządzenia doprowadzające i piętrzące wodę w rowach. 13

14 W działaniach tych duże znaczenie będzie miało zaangażowanie rolników. Z dotychczasowego rozpoznania wynika, że zaangażowanie to jest bardzo duże. W przeprowadzonym rankingu województw województwo wielkopolskie zajmowało pierwszą (najwyższą) pozycję ze względu na zaangażowanie rolników w utrzymywanie melioracji [KACA 2014]. Na obszarze województwa znajduje się 6192 km cieków, w tym 3605 km cieków uregulowanych i 2587 km cieków nieuregulowanych, wpływających na ryzyko wystąpienia powodzi i podtopień, a także możliwość odwodnień czy nawodnień zmeliorowanych UR. Istotną rolę melioracyjną pełnią urządzenia melioracji podstawowych na tych ciekach. Do urządzeń tych zalicza się budowle piętrzące (np. jazy) i budowle rozrządu wody (ujęcia wody). Urządzenia te wymagają utrzymywania, które jest realizowane wraz z utrzymywaniem cieku uregulowanego bądź nieuregulowanego. W latach 2009 2013 nastąpił ok. 2-krotny wzrost udziału długości cieków utrzymywanych w ogólnej długości cieków i ok. 1,3-krotny cieków nieuregulowanych [KACA 2015a]. W 2013 r. cieki uregulowane były utrzymywane na 49,6% długości, a nieuregulowane na 44,0%. Wraz ze wzrostem udziału cieków utrzymywanych wyraźnie zmniejszyła się długość cyklu ich utrzymywania. W 2013 r. średnio urządzenia na ciekach uregulowanych były utrzymywane w cyklu 2,0-letnim (T = 2,0 lat), a na nieuregulowanych w cyklu 2,3-letnim (T = 2,3 lat). Koszt rzeczywisty utrzymywania cieków uregulowanych wynosił 6,2 tys. zł km 1 i 4,6 tys. zł km 1 nieuregulowanych. Roczny specyficzny koszt utrzymywania tych urządzeń w przeliczeniu na kilometr wynosił w przypadku cieków uregulowanych 3,1 tys. zł km 1, a cieków nieuregulowanych 2,0 tys. zł km 1. Urządzenia utrzymywania wód i inne urządzenia wodne na 28,6% długości cieków zostały zakwalifikowane do odbudowy. W latach 2009 2013 udział urządzeń wodnych do odbudowy się nie zmieniał. Na stan melioracji UR, szczególnie odwodnień i nawodnień TUZ, wpływa obecność kanałów (sztucznych cieków). Długość kanałów melioracyjnych w województwie wynosi 878 km. W 2013 r. urządzenia te utrzymywano na długości 446 km (50,8%). Do odbudowy zakwalifikowano kanały na długości 178 km. W latach 2009 2013 długość kanałów utrzymywanych podwoiła się, a do odbudowy nieco zmniejszyła. Ryzyko wystąpienia powodzi i podtopień zależy nie tylko od stanu cieków i znajdujących się na nich urządzeń. Jest ono kształtowane także przez stan wałów przeciwpowodziowych, melioracyjnych stacji pomp oraz stanu urządzeń melioracji podstawowych i szczegółowych na obszarze zawala. W 2013 r. długość wałów przeciwpowodziowych wynosiła 773 km. W 2013 r. wały były utrzymywane na prawie całej długości (769 km, 99,5%), a do odbudowy zakwalifikowano je na 31,0% długości. W latach 2009 2013 długość wałów utrzymywanych nie zmieniała się, a udział wałów do odbudowy zmniejszył się ok. 1,5-krotnie. Wszystkie stacje pomp były utrzymywane, przy czym 21 wymagało odbudowy. Wałami przeciwpowodziowymi chroniony jest obszar 77,3 tys. ha, a pod wpływem stacji pomp znajduje się obszar 64,1 tys. ha. Urządzenia na powierzchni chronionej, jak i urządzenia na obszarach pod wpływem melioracyjnych stacji pomp były utrzymywane w całości.

W województwie znajdują się 34 zbiorniki wodne o średniej jednostkowej pojemności 1784 tys. m 3. Utrzymywane są 32 zbiorniki. Nie ma zbiorników przeznaczonych do odbudowy. Z powyższego wynika, że ze względu na rolnictwo i obszary wiejskie stan urządzeń utrzymywania i regulacji wód oraz stan melioracji podstawowych jest zadowalający, a trendy tych zmian właściwe. Należy jednak intensyfikować te korzystne zmiany. Przede wszystkim wskazane byłoby zwiększenie długości utrzymywanych cieków i kanałów oraz liczby zbiorników. Należy prowadzić odbudowy/modernizacje, szczególnie urządzeń na ciekach uregulowanych oraz odbudowy/modernizacje kanałów, wałów przeciwpowodziowych i melioracyjnych stacji pomp. W planowaniu rozwoju melioracji w województwie należy brać pod uwagę, że utrzymywane dolinowe systemy wodno-melioracyjne (SWM) w województwie są mało zrównoważone, przeważają systemy melioracyjne (SM), tzn. możliwości dolinowych systemów wodnych (cieki rolnicze z urządzeniami) mogą być niedostateczne pokrywają tylko w części potrzeby dolinowych systemów melioracyjnych. Problemem jest brak wody do nawodnień. Pojemność istniejących zbiorników rolniczych jest niewystarczająca. Zagadnienie rozwoju retencyjności w województwie powinno być przedmiotem oddzielnego opracowania. 15 4. OCENA POTRZEB ROZWOJU ODWODNIEŃ I NAWODNIEŃ W ŚWIETLE DOKUMENTÓW STRATEGICZNYCH I PLANISTYCZNYCH Analizie poddano ogólnie dostępne najważniejsze wojewódzkie opracowania strategiczne i planistyczne ze względu na obecność treści poświęconej strategii rozwoju melioracji nawadniających i odwadniających oraz gospodarowaniu wodą w rolnictwie. Dokonano także analizy dokumentów dotyczących strategii rozwoju rolnictwa w celu odpowiedzi na pytanie, w jakim stopniu strategie rozwoju rolnictwa w województwie uwzględniają problem melioracji i gospodarowania wodą na obszarach wiejskich. W Diagnozie sytuacji społeczno-gospodarczej w województwie wielkopolskim stwierdzono, że znaczna część Wielkopolski jest uboga w wodę opady i odpływ jednostkowy są mniejsze od średniej krajowej. W konkluzjach dotyczących zasobów wodnych i ich jakości stwierdzono, że [Diagnoza 2011]: istnieje konieczność racjonalizacji gospodarowania zasobami wód powierzchniowych i podziemnych, zbyt mała jest retencja wodna, istnieje zagrożenie zanieczyszczeniem głównych zbiorników wód podziemnych, niewystarczający jest system ochrony przeciwpowodziowej, następuje zanieczyszczanie wód substancjami pochodzącymi ze spływów powierzchniowych, głównie w wyniku działalności rolniczej, dostrzegalna jest powolna poprawa jakości wód powierzchniowych. W diagnozie sytuacji rolnictwa w odniesieniu do problemów melioracji stwierdzono, że powierzchnia użytków rolnych zmeliorowanych w regionie wyniosła ponad

16 970 tys. ha (53,7% użytków rolnych), w tym blisko 840 tys. ha gruntów ornych oraz 135 tys. ha łąk i pastwisk. Biorąc pod uwagę istniejące w województwie niezbyt korzystne dla rolnictwa uwarunkowania klimatyczne, hydrologiczne i glebowe, stwierdzono, że potrzeby melioracji użytków rolnych są bardzo duże. Świadczy o tym, między innymi, duży udział w województwie użytków rolnych wymagających zabiegów melioracyjnych, to jest użytków położonych na glebach nadmiernie uwilgotnionych oraz stale i okresowo podmokłych. Ocenia się, że w Wielkopolsce kompleksowej odbudowy wymagają urządzenia melioracyjne na powierzchni blisko 300 tys. ha użytków rolnych [Diagnoza 2011]. Melioracji nowych wymaga 14,3 tys. ha użytków rolnych, charakteryzujących się wadliwymi właściwościami glebowo-wodnymi W najważniejszym dokumencie określającym strategiczne cele i kierunki rozwoju województwa, tj. Zaktualizowanej strategii rozwoju województwa wielkopolskiego do 2020 r. [Wielkopolska 2020, 2012], w podsumowaniu diagnozy społeczno- -gospodarczej ograniczono się tylko do wskazania na niekorzystne dla rolnictwa warunki klimatyczne oraz glebowe i gruntowo-wodne. W tym dokumencie zagadnienia warunków hydrologicznych w aspekcie jakości przestrzeni rolniczej, zasobów wodnych i ich jakości, a także infrastruktury wodnej i gospodarowania wodą w rolnictwie są zawarte w analizie potencjału województwa i w celach strategicznych jego rozwoju. W analizie SWOT problemy te wymieniane są głównie w słabych stronach województwa deficyt wody dla rolnictwa oraz nieuporządkowana gospodarka wodna i stosunkowo słabe gleby. Wśród zagrożeń dla rolnictwa i obszarów wiejskich wymieniono zmiany klimatyczne oraz erozję gleb i złą gospodarkę wodną [Wielkopolska 2020, 2012]. Problemy gospodarki wodą w rolnictwie zostały uwzględnione w niektórych celach strategicznych i operacyjnych strategii rozwoju województwa [Wielkopolska 2020, 2012]: Cel strategiczny 2. Poprawa stanu środowiska Cel ten powinien być realizowany m.in. przez następujące kierunki działań: zwiększenie skali sztucznej retencji, zarówno małej retencji poprawiającej zaopatrzenie rolnictwa w wodę, jak i retencji dużej na głównych ciekach, modernizację i rozbudowę budowli hydrotechnicznych zabezpieczających przed zbyt wysokimi stanami powodziowymi oraz łagodzących ich skalę i skutki rozbudowa systemów wałów i polderów, wzrost retencji korytowej przez konserwację międzywali bądź teras zalewowych rzek, prace melioracyjne porządkujące stosunki wodne, ograniczające stany ekstremalne. odnowę i ochronę ekosystemów wilgotnych. Cel operacyjny 2.9. Poprawa przyrodniczych warunków dla rolnictwa Cel ten powinien być realizowany m. in. przez budowę i konserwację oraz właściwą eksploatację urządzeń melioracyjnych. W Wielkopolskim Zarządzie Melioracji i Urządzeń Wodnych w Poznaniu opracowano program w zakresie potrzeb inwestycji melioracyjnych i gospodarki wodnej w województwie wielkopolskim w perspektywie do 2015 r. W programie zestawiono

wszystkie inwestycje mające charakter melioracji szczegółowych oraz melioracji podstawowych, z uwzględnieniem rzek pełniących określone funkcje w rolnictwie i będących w ewidencji Wielkopolskiego Zarządu Melioracji i Urządzeń Wodnych w Poznaniu. W programie uwzględniono również inwestycje w zakresie budowli piętrzących na rzekach i urządzeń zabezpieczających przed powodzią. Ponieważ przeważająca część regionu należy do I i II kategorii największych potrzeb w zakresie małej retencji, w 2005 r. opracowano Program małej retencji wodnej dla województwa wielkopolskiego, w układzie zlewni hydrologicznych, którego zadaniem jest zwiększenie zdolności retencyjnych małych zlewni w celu ochrony przed powodzią i suszą z jednoczesną poprawą walorów przyrodniczych. Wykonanie planowanych obiektów małej retencji umożliwiłoby zwiększenie ilości retencjonowanej wody do wartości równej 346,4 mln m 3, co odpowiada około 9,16% zasobów roku średniego i około 19% zasobów roku suchego. Reasumując, stwierdzono, że w najważniejszych dokumentach dotyczących strategii rozwoju województwa wielkopolskiego problem strategii rozwoju melioracji nawadniających i odwadniających oraz gospodarowania wodą na obszarach wiejskich, mimo bardzo dobrej diagnozy w tym zakresie [Diagnoza... 2011], jest w małym stopniu uwzględniony. W Zaktualizowanej strategii rozwoju województwa wielkopolskiego do 2020 roku w podsumowaniu diagnozy społeczno-gospodarczej ograniczono się do wskazania na niekorzystne dla rolnictwa warunki klimatyczne oraz glebowe i gruntowo-wodne na obszarze województwa. Zagadnienia warunków hydrologicznych w aspekcie jakości przestrzeni rolniczej, zasobów wodnych i ich jakości, a także infrastruktury wodnej i gospodarowania wodą w rolnictwie są zawarte w bardzo ogólnej formie w analizie potencjału województwa i w celach strategicznych jego rozwoju. W analizie SWOT problemy te wymieniane są głównie w słabych stronach województwa, co wskazuje, że były one postrzegane jako czynniki ograniczające możliwości rozwoju rolnictwa. 17 5. OCENA POTRZEB ROZWOJU ODWODNIEŃ I NAWODNIEŃ W WOJEWÓDZTWIE NA PODSTAWIE WSKAŹNIKÓW 5.1. OCENA POTRZEB ROZWOJU ODWODNIEŃ I NAWODNIEŃ WEDŁUG WSKAŹNIKÓW KLIMATYCZNYCH Negatywnym skutkom niedoborów opadów oraz nadmiernych opadów i będącym ich następstwem suszom, podtopieniom, zalaniom terenu i powodziom w rolnictwie można skutecznie przeciwdziałać między innymi poprzez melioracje melioracje nawadniające w przypadku niedoborów wody i melioracje odwadniające w przypadku nadmiarów wody. Do oceny klimatycznych uwarunkowań potrzeb rozwoju melioracji przyjęto klimatyczny bilans wodny, zwany również klimatycznym nadmiarem lub niedoborem opadów, będący różnicą między sumą opadów P i sumą ewapotranspiracji wskaźnikowej ET o obliczaną metodą Penmana Monteitha. Klimatyczny bilans wodny jest tylko jednym z czynników warunkujących rozwój melioracji i może wska-

18 zywać na potencjalne potrzeby melioracji nawadniających lub odwadniających. Na podstawie tego parametru można wydzielić obszary z ujemnym klimatycznym bilansie wodnym, na których występuje niedobór opadów w stosunku do ewapotranspiracji wskaźnikowej, lub obszary z dodatnim klimatycznym bilansie wodnym, na których występuje nadmiar opadów w stosunku do ewapotranspiracji. W odniesieniu do okresu wegetacyjnego (kwiecień wrzesień) ujemny klimatyczny bilans wodny wskazuje na potencjalne zagrożenie niedoborem wody i na potrzebę rozwoju melioracji nawadniających. Dodatni klimatyczny bilans wodny wskazuje na potencjalne zagrożenie nadmiarem wody i na potrzebę rozwoju melioracji odwadniających. W odniesieniu do okresu zimowego (październik marzec) dodatni klimatyczny bilans wodny wskazuje na potencjalne zagrożenie nadmiarem wody na końcu tego okresu (czyli w marcu) i na potrzebę rozwoju melioracji odwadniających. Ustalono klasyfikację klimatycznego bilansu wodnego i potrzeb melioracji nawadniających i odwadniających dla okresu wegetacyjnego (tab. 6) i dla okresu zimowego (tab. 7). Klimatyczny bilans wodny prawie w całym województwie wielkopolskim w okresie wegetacyjnym jest silnie niedoborowy (od 200 do 250 mm). Potrzeba rozwoju melioracji nawadniających jest duża. W południowej części województwa na obszarze powiatów rawickiego, ostrzeszowskiego i kępińskiego oraz w północnej części na obszarze powiatu złotowskiego bilans jest umiarkowanie niedoborowy. W powiatach wągrowieckim, gnieźnieńskim, wrzesińskim i słupeckim klimatyczny bilans wodny jest skrajnie niedoborowy (niedobór opadu w stosunku do parowania wynosi 250 mm). Jest to jedyny obszar Polski, charakteryzujący się tak znacznym niedoborem opadu. Tutaj potrzeba rozwoju melioracji nawadniających jest bardzo duża. W województwie wielkopolskim nie ma zagrożenia nadmiarem opadów w okresie wegetacyjnym. Potrzeba rozwoju melioracji odwadniających, których funkcją jest odprowadzenie nadmiaru opadów po okresie zimowym, w całym województwie jest mała. Spowodowane to jest lekko nadmiarowym klimatycznym bilansem wodnych w okresie zimowym opad przewyższa parowanie o 50 100 mm. Tabela 6. Klasyfikacja klimatycznego bilansu wodnego (KBW) i oceny uwarunkowań klimatycznych dla okresu wegetacyjnego (kwiecień wrzesień) KBW, mm Klasa klimatycznego bilansu wodnego Potencjalna potrzeba rozwoju melioracji < 250 skrajnie niedoborowy nawadniających bardzo duża [ 250; 200) silnie niedoborowy nawadniających duża [ 200; 150) umiarkowanie niedoborowy nawadniających umiarkowana [ 150; 100) lekko niedoborowy nawadniających mała [ 100; 100] zrównoważony brak >100 nadmiarowy odwadniających Źródło: opracowanie własne.

Tabela 7. Klasyfikacja klimatycznego bilansu wodnego (KBW) i oceny uwarunkowań klimatycznych dla okresu zimowego (październik marzec) KBW, mm Klasa klimatycznego bilansu wodnego Potencjalna potrzeba rozwoju melioracji (150; 200] skrajnie nadmiarowy odwadniających bardzo duża (100; 150] silnie nadmiarowy odwadniających duża (50; 100] lekko nadmiarowy odwadniających mała [0; 50] zrównoważony brak Źródło: opracowanie własne. 19 5.2. OCENA POTRZEB ROZWOJU ODWODNIEŃ I NAWODNIEŃ WEDŁUG WSKAŹNIKÓW HYDROLOGICZNYCH Jednym z podstawowych czynników warunkujących rozwój melioracji jest dostępność wody do nawodnień, napełniania zbiorników małej retencji i zaspokojenia potrzeb stawów rybnych. Podstawowymi wielkościami charakteryzującymi w sposób ogólny zasoby wód powierzchniowych są średni odpływ rzeczny SSQ oraz roczny odpływ jednostkowy SSq. O zakresie zmienności w czasie odpływu rzecznego w danej zlewni i jego dynamice można wnioskować na podstawie relacji między przepływami oraz jednostkowymi odpływami maksymalnymi (WWQ, SWQ i WWq, SWq) i minimalnymi (NNQ, SNQ i NNq, SNq). Odpływ rzeczny w Polsce podlega dużej zmienności przestrzennej, spowodowanej znacznym zróżnicowaniem warunków środowiska geograficznego i klimatu. Średnie roczne odpływy jednostkowe odzwierciedlają naturalne zasoby wodne zlewni. Jedną z form prezentacji zmienności przestrzennej odpływów są mapy izolinii, np. mapa średniego odpływu jednostkowego. Taką mapę opracowano w Instytucie Technologiczno-Przyrodniczym dla obszaru Polski dla okresu obserwacyjnego 1951 2010 [SZYMCZAK 2014]. W ramach cytowanej pracy przeanalizowano także dostępne materiały ze stacji hydrometrycznych zestawionych w opracowaniu IMGW dotyczącym przepływów charakterystycznych głównych rzek polskich w latach 1951 1995 [FAL i in. 2000]. Na podstawie opublikowanych odpływów średnich miesięcznych obliczono odpływy średnie w okresie wegetacyjnym SSq IV IX. Otrzymane serie danych uzupełniono materiałami obserwacyjnymi IMGW za lata 1996 2010 pochodzącymi z Roczników Hydrologicznych publikowanych w formie elektronicznej [IMGW 1996 2010]. W tabeli 8 zestawiono znajdujące się na terenie województwa profile wodowskazowe obserwowane w latach 1951 2010 i odpowiadające im wartości odpływów średnich rocznych oraz średnich z okresu wegetacyjnego. Do zagospodarowania możliwa jest tylko część zasobów wodnych, stanowiących tak zwane zasoby dyspozycyjne. Zasoby dyspozycyjne oznaczają ilość wody, która może zostać pobrana z rzeki na cele gospodarcze, bytowe, do nawodnień i do innych celów, związanych z prowadzeniem gospodarki wodnej, bez zagrożenia środowiska przyrodniczego związanego z tą rzeką. Przepływ, który powinien być zachowany

20 Tabela 8. Średnie roczne przepływy i odpływy jednostkowe oraz obliczone dla okresu wegetacyjnego w wieloleciu 1951 2010, a także hydrologiczne wskaźniki uwarunkowań określone dla wybranych posterunków wodowskazowych na obszarze województwa wielkopolskiego na podstawie danych obserwacyjnych z tego okresu Powiat Rzeka Wodowskaz A SSQ SSQ IV IX SSq SSq IV IX Cq IV IX Wqnn Wqd Wqd IV IX km 2 m 3 s 1 dm 3 s 1 km 2 2 dm 3 s 1 km Obornicki Flinta Ryczywół 283,2 0,66 0,44 2,32 1,56 0,6724 1,392 0,928 0,168 Ostrowski Barycz Odolanów 162,6 1,02 0,72 6,257 4,458 0,7124 754 2,503 0,703 Pilski Gwda Piła 4704,3 26,96 25,18 5,731 5,353 0,934 1,719 4,012 3,634 Pleszewski Prosna Bogusław 4303,5 16,14 12,62 3,75 2,932 0,7818 1,125 2,625 1,807 Poznański Warta Poznań 25910,9 102,03 91,95 3,938 3,549 0,9013 1,181 2,756 2,368 Objaśnienia: A = powierzchnia zlewni, SSQ = średni ze średnich przepływ roczny, SSQ IV IX = średni ze średnich przepływ w okresie wegetacyjnym (IV IX), SSq = średni ze średnich odpływ jednostkowy roczny, SSq IV IX = średni ze średnich odpływ jednostkowy w okresie wegetacyjnym (IV IX), Cq IV IX = wskaźnik korekcyjny odpływu w okresie wegetacyjnym (IV IX), Wqnn = wskaźnik odpływu nienaruszalnego rocznego, Wqd = wskaźnik średniego rocznego odpływu dyspozycyjnego, Wqd IV IX = wskaźnik średniego odpływu dyspozycyjnego w okresie wegetacyjnym. Źródło: opracowanie własne na podstawie: BOGDANOWICZ i in. [2012]. w rzece, nazywany jest przepływem nienaruszalnym Q nn. Jest to minimalna ilość wody niezbędnej do utrzymania życia biologicznego w cieku. Sposób obliczania przepływu dyspozycyjnego można wyrazić zależnością: (6) gdzie: Q d = przepływ dyspozycyjny, m 3 s 1 ; Q nat = przepływ naturalny, wynikający z odpływu powierzchniowego i gruntowego z obszaru zlewni, m 3 s 1 ; Q nn = przepływ nienaruszalny, m 3 s 1. Tak więc przepływ dyspozycyjny stanowi różnicę między przepływem naturalnym a przepływem nienaruszalnym w danym profilu cieku. Aby możliwa była ocena zasobów dyspozycyjnych, konieczna jest dodatkowo znajomość przepływów nienaruszalnych (środowiskowych), których wartości są wyznaczane dla konkretnego przekroju obliczeniowego. W Instytucie Technologiczno-Przyrodniczym opracowano uproszczoną metodę obliczania przepływu środowiskowego w postaci charakterystyki przepływu rzecznego, nazwanej wskaźnikiem odpływu nienaruszalnego Wqnn. Wzorowano się na metodzie Tennanta stosowanej w USA do wstępnego szacowania przepływu nienaruszalnego Qnn do celów planistycznych. Opracowując sposób określania wskaźnika Wqnn, uwzględniono wielkość powierzchni zlewni, wychodząc z założenia, że małe zlewnie są mniej zasobne w wodę ze względu na słabsze drenowanie wód podziemnych. W małych zlewniach z uwagi na uwarunkowania ekologiczne i środowiskowe należy zatem pozostawiać większą część odpływu naturalnego niż w zlewniach dużych. Za małe zlewnie uznano zlewnie o powierzchni mniejszej od 500 km 2, a za duże o powierzchni większej od 2500 km 2. Przyjęto, że przepływ nienaruszalny w małych zlewniach nie może być mniejszy

niż 60% SSQ, a w zlewniach dużych mniejszy niż 30% SSQ. Przepływy nienaruszalne dla zlewni mających powierzchnię z przedziału 500 2500 km 2 są obliczane proporcjonalnie do powierzchni i przyjmują wartości z przedziału: 30 60% SSQ. Mając do dyspozycji wskaźnik odpływu nienaruszalnego, można obliczyć wskaźnik średniego rocznego odpływu dyspozycyjnego oraz średniego odpływu dyspozycyjnego dla okresu wegetacyjnego. Poniżej zestawiono wszystkie proponowane wskaźniki oraz wzory do ich obliczania. Średni roczny odpływ jednostkowy z wielolecia SSq, dm 3 s 1 km 2 ; Średni z wielolecia odpływ jednostkowy w okresie wegetacyjnym (IV IX) SSq IV IX, dm 3 s 1 km 2 ; Wskaźnik korekcyjny odpływu w okresie wegetacyjnym (IV IX) Cq IV IX : 21 Cq IV IX = SSq IV IX : SSq (7) Wskaźnik odpływu nienaruszalnego (środowiskowego) Wqnn, dm 3 s 1 km 2 : dla zlewni o powierzchni A > 2500 km 2 : dla zlewni o powierzchni 500 A 2500 km 2 : Wqnn = Wqnn 2500 = 0,3SSq (8) 0,6. (9) dla zlewni o powierzchni A < 500 km 2 : Wqnn = Wqnn 500 = 0,6SSq (10) Na przykład dla zlewni o powierzchni A = 1500 km 2 Wqnn 1500 = 0,45SSq. Wskaźnik średniego rocznego odpływu dyspozycyjnego z wielolecia Wqd, dm 3 s 1 km 2 : Wqd = SSq Wqnn (11) Wskaźnik średniego z wielolecia odpływu dyspozycyjnego w okresie wegetacyjnym (IV IX) Wqd IV IX, dm 3 s 1 km 2 : Wqd IV IX = Cq IV IX SSq Wqn (12) Zasoby wód powierzchniowych na terenie województwa wielkopolskiego są stosunkowo mało zróżnicowane przestrzennie (rys. 1a). Największe występują na północy województwa w powiatach: złotowskim, czarnkowsko-trzcianeckim i pilskim oraz na południu w powiecie kępińskim i ostrzeszowskim (rys. 1, tab. 11). Punktowe oceny tych zasobów wyznaczone na podstawie średnich dla obszaru powiatów odpływów jednostkowych (rys. 1b, tab. 11) zmieniają się od 3 do 6 punktów, czyli od małych do dość dużych. Większość powiatów w centralnej części województwa charakteryzuje się zasobami ocenionymi jako małe (tab. 11).

22 a) b) c) d) Rys. 1. Charakterystyka powierzchniowych zasobów wodnych wód płynących w poszczególnych powiatach: a) wskaźnik średniego rocznego odpływu jednostkowego SSq, dm 3 s 1 km 2 ; b) punktowa ocena naturalnych zasobów wód powierzchniowych wg tabeli 11; c) punktowa ocena średnich rocznych dyspozycyjnych zasobów wód powierzchniowych w profilach zamykających zlewnie o powierzchni większej od 2500 km 2 wg tabeli 12; d) punktowa ocena średnich rocznych dyspozycyjnych zasobów wód powierzchniowych w profilach zamykających zlewnie o powierzchni mniejszej od 500 km 2 wg tabeli 12; powiaty: 1 = chodzieski, 2 = czarnkowsko-trzcianecki, 3 = gnieźnieński, 4 = gostyński, 5 = grodziski, 6 = jarociński, 7 = kaliski, 8 = kępiński, 9 = kolski, 10 = koniński, 11 = kościański, 12 = krotoszyński, 13 = leszczyński, 14 = międzychodzki, 15 = nowotomyski, 16 = obornicki, 17 =ostrowski, 18 = ostrzeszowski, 19 = pilski, 20 = pleszewski, 21 = poznański, 22 = rawicki, 23 = słupecki, 24 = szamotulski, 25 = średzki, 26 = śremski, 27 = turecki, 28 = wągrowiecki, 29 = wolsztyński, 30 = wrzesiński, 31 = złotowski; źródło: opracowanie własne na podstawie: SZYMCZAK [2014]

23 Tabela 9. Charakterystyczne roczne przepływy i jednostkowe odpływy w profilach wodowskazowych znajdujących się na terenie województwa wielkopolskiego na rzekach o naturalnym reżimie hydrologicznym wyznaczone z pięciolecia 2006 2010 Powierzchnia zlewni A Rzeka Wodowskaz km 2 Długość geograficzna Szerokość geograficzna WWQ SWQ SSQ SNQ NNQ WWq SWq SSq SNq NNq m 3 s 1 2 dm 3 s 1 km Czarna Okonek 105,23 16 50'11" 53 31'32" 2,81 1,56 0,28 0,060 0,030 26,70 14,82 2,66 0,570 0,285 Cybina Antoninek 157,87 17 02'34" 52 24'25" 3,26 2,23 0,48 0,041 0,003 20,65 14,13 3,04 0,260 0,019 Flinta Ryczywół 283,15 16 50'22" 52 48'59" 4,10 2,40 0,51 0,044 0,015 14,48 8,48 1,80 0,155 0,053 Kiełbaska Kościelec 289,86 18 34'35" 52 10'33" 8,56 7,16 2,86 1,330 0,990 29,53 24,70 9,87 4,588 3,415 Wrześnica Samarzewo 360,75 17 44'39" 52 13'26" 7,10 5,00 0,99 0,130 0,080 19,68 13,86 2,74 0,360 0,222 Kopel Głuszyna 410,88 16 57'15" 52 19'03" 8,65 6,46 1,18 0,160 0,080 21,05 15,72 2,87 0,389 0,195 Minimum 105,23 14,48 8,48 1,80 0,155 0,019 Średnia 267,96 22,02 15,29 3,83 1,054 0,698 Maksimum 410,88 29,53 24,70 9,87 4,588 3,415 Objaśnienia: WWQ = przepływ największy z maksymalnych, SWQ = przepływ średni z maksymalnych, SSQ = przepływ średni ze średnich, SNQ = przepływ średni z minimalnych, NNQ = przepływ najmniejszy z minimalnych, WWq = największy z maksymalnych odpływ jednostkowy, SWq = średni z maksymalnych odpływ jednostkowy, SSq = średni ze średnich odpływ jednostkowy, SNq = średni z minimalnych odpływ jednostkowy, NNq = najmniejszy z minimalnych odpływ jednostkowy. Źródło: opracowanie własne na podstawie: IMGW-PIB [2012].

24 Tabela 10. Wartości wskaźników hydrologicznych uwarunkowań melioracji określone dla poszczególnych powiatów woj. wielkopolskiego Nr Powiat Średni ze średnich odpływ jednostkowy SSq 2 dm 3 s 1 km Wskaźnik odpływu nienaruszalnego dla zlewni o powierzchni Wskaźnik odpływu dyspozycyjnego dla zlewni o powierzchni 500 km 2 Wqnn 500 2500 km 2 Wqnn 2500 500 km 2 Wqd 500 2500 km 2 Wqd 2500 dm 3 s 1 km 2 1 chodzieski 3,70 2,22 1,11 1,48 2,59 2 czarnkowsko-trzcianecki 4,50 2,70 1,35 1,80 3,15 3 gnieźnieński 3,20 1,92 0,96 1,28 2,24 4 gostyński 3,25 1,95 0,98 1,30 2,28 5 grodziski 3,25 1,95 0,98 1,30 2,28 6 jarociński 3,25 1,95 0,98 1,30 2,28 7 kaliski 3,45 2,07 1,04 1,38 2,42 8 kępiński 4,70 2,82 1,41 1,88 3,29 9 kolski 4,25 2,55 1,28 1,70 2,98 10 koniński 3,10 1,86 0,93 1,24 2,17 11 kościański 3,25 1,95 0,98 1,30 2,28 12 krotoszyński 3,30 1,98 0,99 1,32 2,31 13 leszczyński 3,25 1,95 0,98 1,30 2,28 14 międzychodzki 3,80 2,28 1,14 1,52 2,66 15 nowotomyski 3,50 2,10 1,05 1,40 2,45 16 obornicki 3,50 2,10 1,05 1,40 2,45 17 ostrowski 3,65 2,19 1,10 1,46 2,56 18 ostrzeszowski 4,10 2,46 1,23 1,64 2,87 19 pilski 5,25 3,15 1,58 2,10 3,68 20 pleszewski 3,25 1,95 0,98 1,30 2,28 21 poznański 3,25 1,95 0,98 1,30 2,28 22 rawicki 3,25 1,95 0,98 1,30 2,28 23 słupecki 3,20 1,92 0,96 1,28 2,24 24 szamotulski 4,00 2,40 1,20 1,60 2,80 25 średzki 3,25 1,95 0,98 1,30 2,28 26 śremski 3,25 1,95 0,98 1,30 2,28 27 turecki 3,25 1,95 0,98 1,30 2,28 28 wągrowiecki 3,45 2,07 1,04 1,38 2,42 29 wolsztyński 3,35 2,01 1,01 1,34 2,35 30 wrzesiński 3,25 1,95 0,98 1,30 2,28 31 złotowski 6,75 4,05 2,03 2,70 4,73 Źródło: opracowanie własne. Zasoby dyspozycyjne formowane w zlewniach o powierzchniach większych od 2500 km 2 oceniono w zakresie od 3 do 8 punktów (od małych do dużych) tabela 12, rysunek 1c. W małych zlewniach o powierzchni mniejszej od 500 km 2, które mają

25 szczególne znaczenie ze względu na zaopatrzenie rolnictwa w wodę do nawodnień, zasoby dyspozycyjne w większości powiatów ocenione zostały jako wyjątkowo małe (1 punkt) rysunek 1d, tabela 12. W przedziale od małych do poniżej przeciętnych (od 3 do 4 punktów) sklasyfikowane zostały tylko dwa powiaty: złotowski i czarnkowsko-trzcianecki. Świadczy to o zasadności retencjonowania na potrzeby rolnictwa wód na terenie województwa. Do celów praktycznych i na potrzeby prac planistycznych można wstępnie ocenić wielkość i zmienność całkowitych zasobów wód powierzchniowych na podstawie zestawionych przepływów i odpływów charakterystycznych wyznaczonych z pięciolecia 2006 2010 w wybranych zlewniach o naturalnym reżimie odpływu (tab. 9 i 10). Tabela 11. Kryteria oceny punktowej naturalnych zasobów wód powierzchniowych Obszary o naturalnych zasobach wodnych wód powierzchniowych Średni odpływ jednostkowy SSq dm 3 s 1 km 2 Ocena punktowa powierzchniowych zasobów wodnych Wyjątkowo małych SSq < 2 1 Bardzo małych 2 SSq < 3 2 Małych 3 SSq < 4 3 Poniżej przeciętnych 4 SSq < 5 4 Przeciętnych 5 SSq < 6 5 Ponad przeciętnych 6 SSq < 8 6 Dość dużych 8 SSq < 10 7 Dużych 10 SSq < 15 8 Bardzo dużych 15 SSq < 20 9 Wyjątkowo dużych SSq 20 10 Źródło: opracowanie własne na podstawie: PUNZET [1983]. Tabela 12. Kryteria oceny punktowej dyspozycyjnych zasobów wód powierzchniowych Obszary o dyspozycyjnych zasobach wód powierzchniowych Wskaźnik odpływu dyspozycyjnego Wqd dm 3 s 1 km 2 Ocena punktowa dyspozycyjnych zasobów wodnych zlewni Wyjątkowo małych Wqd 1,5 1 Bardzo małych 1,5 < Wqd 2,0 2 Małych 2,0 < Wqd 2,5 3 Poniżej przeciętnych 2,5 < Wqd 3,0 4 Przeciętnych 3,0 < Wqd 3,5 5 Ponad przeciętnych 3,5 < Wqd 4,0 6 Dość dużych 4,0 < Wqd 4,5 7 Dużych 4,5 < Wqd 5,0 8 Bardzo dużych 5,0 < Wqd 6,0 9 Wyjątkowo dużych Wqd > 6,0 10 Źródło: SZYMCZAK [2014].

26 5.3. OCENA POTRZEB ROZWOJU ODWODNIEŃ I NAWODNIEŃ WEDŁUG WSKAŹNIKÓW GLEBOWO-WODNYCH 5.3.1. Merytoryczne podstawy oceny uwarunkowań Glebowo-wodne uwarunkowania rozwoju melioracji określa możliwa do uzyskania produkcyjna sprawność zmeliorowanych gruntów uprawnych, warunkująca utrzymanie lub poprawę potencjału produkcyjnego gleb, ograniczonego stosunkami powietrzno-wodnymi. Sprawność produkcyjną gruntów uprawnych należy traktować całościowo, w odniesieniu do rozpatrywanego fragmentu rolniczej przestrzeni produkcyjnej, gdzie melioracje wyrównują warunki uprawy i zwiększają efektywność wykorzystania potencjału produkcyjnego występujących gleb. Oceną glebowo-wodnych uwarunkowań rozwoju melioracji objęto rolniczą przestrzeń produkcyjną województwa, a najmniejszą jednostką podziału, do której ocena się odnosi, jest powiat. Poziom uogólnienia oceny jest adekwatny do skali dokumentów kartograficznych, z których mogą być zaczerpnięte dane przestrzenne dotyczące występujących gleb uprawnych, ich potencjału produkcyjnego (przydatności rolniczej, klas bonitacyjnych), warunków tlenowych, zdolności retencyjnej i filtracyjnej (przepuszczalności). Do oceny uwarunkowań wykorzystano dostępne mapy tematyczne w skali 1:500 000 1:1 500 000. Ponieważ brak jest kartograficznej (cyfrowej) informacji o występowaniu obszarów (użytków rolnych) zmeliorowanych, to ocena glebowo- -wodnych warunków rozwoju melioracji ma wyłącznie charakter potencjalny, czyli traktujący oceniane gleby, jakby nie były zmeliorowane. Jeżeli są już zmeliorowane, to rozwój melioracji należy rozumieć jako techniczne zachowanie sprawności istniejących urządzeń melioracyjnych. Jeżeli nie, to rozwój należy traktować jako potrzebę przestrzennego rozszerzenia zabiegów melioracyjnych na gleby o wadliwych i nieuregulowanych stosunkach powietrzno-wodnych. Dokonana analiza warunków i możliwości oceny glebowo-wodnych uwarunkowań rozwoju melioracji skłania do przyjęcia systemu czterostopniowej oceny słownej, sformułowanej jako: korzystne, sprzyjające, niesprzyjające i niekorzystne uwarunkowania, które zdefiniowano w metodycznej części opracowania. Określenie kryteriów tak sformułowanej oceny glebowo-wodnych uwarunkowań rozwoju melioracji jest wypadkową: celu, któremu ma służyć; warunków, które ten cel pozwala osiągnąć; formy i definicji przyjętych ocen. Ważnym elementem doboru kryteriów oceny, oprócz względów merytorycznych, jest możliwość przestrzennego sparametryzowania odpowiadających tym kryteriom wyznaczników diagnostycznych, których układ stanowi podstawę do zbudowania modelu oceny realizowanej z zastosowaniem techniki komputerowej. Z przyjętych definicji uwarunkowań wynika zasadność przyjęcia czterech podstawowych kryteriów oceny glebowo-wodnych uwarunkowań rozwoju melioracji: edaficznego, ekologicznego, hydrofizycznego i użytkowego, które zwięźle scharakteryzowano w metodycz-

nej części opracowania, zawierającej również przyjęty model oceny glebowo-wodnych uwarunkowań rozwoju melioracji oraz opis procedury jej przeprowadzenia z zastosowaniem techniki komputerowej. 27 5.3.2. Forma prezentacji wyników oceny W wyniku przeprowadzonej oceny opracowano schematyczną mapę (kartogram) oceny glebowo-wodnych uwarunkowań rozwoju melioracji w powiatach należących do województwa (rys. 2) oraz zestawiono powiaty pogrupowane według dominujących przestrzennie uwarunkowań (tab. 13). Cyfrowe oznaczenia kolumn w tabeli z wartościami parametrów dotyczą następujących wyznaczników oceny: kol. 1, 2, 3 wysoki, średni, niski potencjał produkcyjny gleb; kol. 4, 5 opadowe, gruntowe zasilanie wodą; kol. 6, 7, 8 duża, średnia, mała zdolność retencyjna gleb; kol. 9, 10 niezakłócone, zakłócone przewodnictwo wodne; kol. 11, 12, 13 korzystne, ograniczone, niekorzystne natlenienie gleb; kol. 14, 15, 16 preferencje melioracyjne (nawodnienie, odwodnienie, brak). Rys. 2. Mapa oceny glebowo-wodnych uwarunkowań rozwoju melioracji w województwie wielkopolskim; źródło: opracowanie własne

28 Tabela 13. Powiaty w województwie wielkopolskim wg grupowania ocen glebowo-wodnych uwarunkowań rozwoju melioracji Struktura przestrzenna dominujących uwarunkowań glebowo wodnych Powiat % pow. UR 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Warunki korzystne z preferencją odwodnień m. Leszno 83 100 83 83 100 83 obornicki 54 53 49 57 53 61 rawicki 59 60 45 60 48 63 średzki 58 56 61 54 36 61 Warunki sprzyjające z preferencją odwodnień gnieźnieński 58 64 53 51 48 46 grodziski 59 75 64 59 70 47 jarocinski 56 58 48 53 46 48 kościański 66 51 48 69 49 82 leszczyński 64 59 51 68 59 49 m. Poznań 61 75 72 63 59 44 poznański 60 80 69 62 67 42 wolsztyński 66 51 71 66 47 51 wrzesiński 46 64 66 55 53 61 wągrowiecki 61 69 66 66 60 62 Warunki niesprzyjające gostyński 47 67 85 66 71 50 kolski 38 65 49 55 44 55 krotoszyński 44 70 71 63 64 63 kępiński 51 68 55 65 44 44 m. Konin 57 56 62 89 56 65 międzychodzki 52 89 78 56 61 45 pleszewski 45 61 51 58 49 53 szamotulski 51 67 52 56 48 40 Warunki niekorzystne chodzieski 65 73 78 66 52 44 czarnkowskotrzcianecki 76 61 66 79 47 46 kaliski 57 77 63 74 58 66 koniński 61 64 66 65 59 57 m. Kalisz 60 75 93 66 75 66 nowotomyski 51 71 56 56 60 36 ostrowski 47 74 65 60 65 49 ostrzeszowski 78 89 92 83 85 75 pilski 47 68 43 56 46 38 słupecki 47 68 69 63 64 49 śremski 47 70 72 58 70 50 turecki 67 70 78 70 70 58 złotowski 53 69 58 56 64 52 Źródło: opracowanie własne.

Oznaczenia parametrów podano w modelu diagnostycznym zawartym w metodycznej części opracowania. Zawarte w tabeli dane należy traktować jako orientacyjne (wskaźnikowe) ze względu na dokładność (skalę) map, z których je pozyskano. Dla ułatwienia podejmowania decyzji strategicznych w tabeli podano tylko największe wartości procentowe powierzchni gruntów rolnych powiatu odpowiadające poszczególnym wyznacznikom oceny, co nie oznacza, że jeżeli w danym powiecie występuje preferencja melioracji odwadniających, to część użytków rolnych nie będzie wymagała nawodnień. Komentarza wymaga również potrzeba rozróżniania odrębności warunków niesprzyjających od niekorzystnych. Niesprzyjające warunki odnoszą się do rolniczej przestrzeni produkcyjnej o właściwych lub uregulowanych stosunkach powietrznowodnych. Warunki niekorzystne dotyczą gruntów rolnych niskiej jakości, których nie można poprawić, stosując zabiegi wodno-melioracyjne. Ponieważ przyjęto zasadę oceny na poziomie powiatów, włączono do niej również powiaty miejskie. Ze względu na niewielki udział w ich powierzchni gruntów rolnych charakteryzujące je wskaźniki należy traktować jako orientacyjne. Powiatów miejskich nie uwzględniono w opisie. 29 5.3.3. Charakterystyka rolniczej przestrzeni produkcyjnej województwa Ze względu na właściwości i przydatność rolniczą gleby uprawne województwa wielkopolskiego, z wyjątkiem dwóch powiatów gostyńskiego i krotoszyńskiego charakteryzują się średnim i niskim potencjałem produkcyjnym. Wiadomo jednak, że kultura rolna w tym województwie należy do najwyższych w kraju, co warunkuje relatywnie wysokie plonowanie roślin uprawnych. Gleby o średnim potencjale przeważają w środkowej części województwa, a o niskim powiaty położone w północnej i południowo wschodniej części (tab. 13, kol. 1, 2, 3). Gleby uprawne wytworzyły się z utworów polodowcowych (glin spiaszczonych, piasków naglinowych i piasków głębokich). Lokalnie występują piaski murszaste i gleby organiczne, w dolinach rzecznych przeważają mady lekkie. Z wyjątkiem powiatów: obornickiego, rawickiego, średzkiego, jarocińskiego, kościańskiego i wolsztyńskiego, gdzie na około połowie użytków rolnych gleby mają kontakt z wodą gruntową, przeważa zasilanie wodą opadową. W przypadku występowania dwuczłonowych (piaski naglinowe, gliny spiaszczone) profili gleby wykazują skłonność do okresowego nadmiernego uwilgotnienia ograniczającego stabilność plonowania uprawianych roślin. Średni potencjał produkcyjny tych gleb i stabilność plonów w znacznej mierze zapewniają funkcjonujące systemy drenarskie. Ogólny wskaźnik jakości rolniczej przestrzeni produkcyjnej województwa wg IUNG [STUCZYŃSKI i in. 2007] wynosi 64,8 pkt. i jest bliski średniej krajowej (66,6 pkt.). W południowo-zachodniej części województwa jest on najwyższy (72,5 108,0 pkt.). Natomiast w części południowej, wschodniej i na krańcach zachodnich jest najniższy i przeważnie nie przekracza 52 pkt.

30 Generalnie rozwój melioracji w tym województwie powinien być ukierunkowany na zachowanie sprawności funkcjonujących systemów melioracyjnych z ewentualnymi lokalnymi uzupełnieniami melioracji odwadniających (natleniających) gleby. 5.3.4. Ocena glebowo-wodnych uwarunkowań rozwoju melioracji Według danych statystycznych w województwie wielkopolskim zmeliorowano 56% powierzchni użytków rolnych, zaspokajając około 79% potrzeb pod względem obszarowym. Wskaźnik ten należy do najwyższych w kraju [GUS 2015]. Tylko w ośmiu powiatach (tab. 13, rys. 2) warunki glebowo-wodne oceniono jako niesprzyjające rozwojowi melioracji, ponieważ gleby uprawne na tym terenie, o skłonnościach do okresowego nadmiernego uwilgotnienia, przewagę średniego i wysokiego potencjału produkcyjnego mogły uzyskać dzięki zdrenowaniu warunkującemu intensyfikację ich rolniczego użytkowania oraz naturalnej żyzności w przypadku wytworzenia z utworów gliniastych o dużej retencyjności i niezakłóconym przewodnictwie wodnym. W jedenastu powiatach, skupionych w środkowej części województwa, właściwości gleb uprawnych (lekki skład granulometryczny, zwięźlejsze podglebie ograniczające przewodnictwo wodne, mała retencyjność) warunkują ocenę sprzyjającą, a nawet korzystną z preferencją dla melioracji odwadniających (natleniających). Mając na względzie wysoki wskaźnik zmeliorowania gruntów, należy sądzić, że większość tych gleb jest zmeliorowana, a rozwój melioracji na tych terenach powinien być głównie ukierunkowany na zachowanie sprawności technicznej urządzeń melioracyjnych. W części północno-zachodniej i południowo-wschodniej, gdzie gleby uprawne charakteryzują się przeważnie niskim potencjałem produkcyjnym glebowo-wodne warunki rozwoju melioracji są ogólnie niekorzystne. Nie oznacza to braku lokalnych potrzeb melioracyjnego uregulowania stosunków tlenowo-wodnych na występujących tam w mniejszości glebach nadmiernie uwilgotnionych. Przedstawiona ocena nie wyklucza jednak ukierunkowania strategii rozwoju melioracji na rozszerzenie systemów nawadniających ze względu na inne niż glebowo- -wodne uwarunkowania, np. specjalizacja upraw o wysokich wymaganiach wodnych jako kolejny etap intensyfikacji produkcji roślinnej. 5.4. OCENA POTRZEB ROZWOJU ODWODNIEŃ I NAWODNIEŃ WEDŁUG WSKAŹNIKÓW PRODUKCYJNO-EKONOMICZNYCH 5.4.1. Metodyka oceny uwarunkowań produkcyjno-ekonomicznych melioracji Do oceny uwarunkowań (celowości) produkcyjno-ekonomicznych melioracji w Polsce w układzie województw, powiatów i gmin można przyjąć wiele wskaźników (tab. 14). Większość wymienionych w tabeli wskaźników można obliczyć na podsta-

wie informacji GUS opartych na wynikach spisu rolnego. Tylko wskaźniki przedstawiające grupy wielkości gospodarstw wg ESU pochodzą z literatury fachowej. Po wyborze wskaźników i zebraniu informacji o ich wartościach przystępuje się do sporządzenia rankingu województw, powiatów, gmin czy obszarów wydzielonych ze względu na kryteria przyrodniczo-gospodarcze. Wyróżnia się cztery sposoby sporządzania rankingów. Pierwszy, najprostszy, polega na przypisaniu danej jednostce przestrzennej (np. województwu) punktów za miejsce jakie ona zajmuje wśród pozostałych jednostek (województw) ze względu na dany wskaźnik. Należy zwrócić uwagę na wektor zmian wartości danego wskaźnika i jego związek z celem analizy, np. za 1. miejsce województwa pod względem udziału gospodarstw <2 ESU przyznaje się najmniejszą liczbę punktów (1 pkt), a za ostatnie największą (16 pkt.), zaś za 1. miejsce województwa pod względem udziału gospodarstw >8 ESU przyznaje się 16 pkt. Należy dokonać tylu przypisań, ile jest branych pod uwagę wskaźników oceny. Za każdym razem uzyskuje się odpowiednią liczbę punktów. Na podstawie sumy tych punktów, uzyskanych przez wszystkie jednostki przestrzenne (województwa) można wyznaczyć jej (województwa) miejsce (rangę) wśród pozostałych jednostek (województw). W celu łatwiejszej interpretacji wyników sumy punktów uzyskanych przez województwa można przedstawić w skali 100- -punktowej (100 pkt. za 1. miejsce). Drugi sposób polega na nadaniu wagi poszczególnym wskaźnikom przez eksperta lub ekspertów, ale także przez przedstawicieli samorządów regionalnych i lokalnych. Wagi mogą uwzględniać regionalne i lokalne preferencje, wynikające ze strategii rozwoju województw, powiatów czy gmin oraz dokumentów dotyczących przestrzennego zagospodarowania analizowanych jednostek. Oczywiście, suma wag dla wszystkich przyjętych do analizy wskaźników musi być równa jedności. Na podstawie wag i punktów ustalonych jak w metodzie pierwszej dla każdego województwa oblicza się średnią ważoną liczbę punktów. Na podstawie tak obliczonych wartości prowadzi się ranking województw. W trzecim sposobie rangowania jednostek (województw) bada się siłę związków statystycznych, wyrażonych wartościami współczynnika korelacji R, jakie zachodzą między branymi pod uwagę wskaźnikami charakteryzującymi uwarunkowania produkcyjno-ekonomiczne i wskaźnikami charakteryzującymi aktualny stan melioracji. Na podstawie wartości tych współczynników wyznacza się wagi branych pod uwagę wskaźników uwarunkowań produkcyjno-ekonomicznych rozwoju melioracji. W czwartym sposobie rankingowania bazuje się na obliczeniu i ustaleniu porządku analizowanych jednostek przestrzennych (województw) na podstawie bilansów wartości współczynników wiarygodności oraz metodzie ELECTRE III. Metoda współczynników korelacji i metoda ELECTRE III zostały bliżej przedstawione i praktycznie zastosowane m.in. w rozdziałach pt.: Społeczno-demograficzne uwarunkowania celowości rozwoju melioracji w ujęciu wojewódzkim oraz Produkcyjnoekonomiczne uwarunkowania rozwoju melioracji w monografii pt. Uwarunkowania rozwoju melioracji wodnych w Polsce [KACA (red.) 2014]. 31

32 5.4.2. Wyniki rankingu województwa Województwo wielkopolskie w rankingu na podstawie 17 wskaźników charakteryzujących potencjał produkcyjno-ekonomiczny uzyskuje określoną liczbę punktów za każdy z tych wskaźników na zasadach opisanych w pracy: LIZIŃSKI, KACA [2014] tabela 14. Tabela 14. Potencjał produkcyjno-ekonomiczny województwa wielkopolskiego Symbol Nazwa wskaźnika Liczba pkt. x 1 udział procentowy gospodarstw rolnych należących do grupy 8 ESU 15 x 2 udział procentowy gospodarstw <2 ESU 14 x 3 średnia powierzchnia gospodarstw 10 x 4 udział procentowy gospodarstw o powierzchni ponad 15 ha 10 x 5 obsada bydła w sztukach fizycznych na 100 ha użytków rolnych 14 x 6 obsada trzody chlewnej w sztukach fizycznych na 100 ha gruntów ornych 16 x 7 wyposażenie w ciągniki w szt. na 100 ha gruntów rolnych 9 x 8 wyposażenie w kombajny zbożowe w szt. na 100 ha gruntów ornych 11 x 9 punktowa intensywność produkcji roślinnej wg Kopcia 13 x 10 wartość brutto środków trwałych w przeliczeniu na ha użytków rolnych 16 x 11 nakłady inwestycyjne na ha użytków rolnych 16 x 12 rzeki i kanały w mb. na 100 ha użytków rolnych 3 x 13 rzeki i kanały uregulowane w mb. na 100 ha użytków rolnych 3 x 14 obwałowania w mb. na 100 ha użytków rolnych 13 x 15 udział powierzchni chronionej obwałowaniami w powierzchni UR ogółem 7 x 16 pojemność użytkowa zbiorników wodnych 14 x 17 udział obszarów odwadnianych za pomocą stacji pomp w powierzchni UR 11 SUMA 195 Źródło: opracowanie własne na podstawie: LIZIŃSKI, KACA [2014]. Razem województwo uzyskało 195 pkt., co plasuje je wśród województw w Polsce na 1. miejscu. Województwo wyróżnia się na tle innych następującymi wskaźnikami: ponad przeciętną, korzystną strukturą obszarową gospodarstw oraz dobrymi i bardzo dobrymi wynikami produkcyjnymi, dużą pojemnością użytkową zbiorników wodnych. W rankingu z uwzględnieniem wag obliczanych na podstawie wartości współczynnika korelacji (R > 0,5) brano pod uwagę tylko sześć następujących wskaźników: x 1 udział procentowy gospodarstw należących do grupy 8 ESU, x 4 udział procentowy gospodarstw ponad 15 ha, x 5 obsada bydła na w sztukach fizycznych na 100 ha UR, x 6 obsada trzody chlewnej w sztukach fizycznych na 100 ha GO, x 7 wyposażenie w ciągniki w szt. na 100 ha UR, x 10 wartość środków trwałych brutto w przeliczeniu na ha UR.

33 W tym rankingu województwo wielkopolskie zajęło 1. lokatę, czyli taką, jak w rankingu pierwszym. W rankingu wg metody ELECTRE III, na podstawie bilansów wartości współczynników wiarygodności, województwo zajmuje 1. pozycję [LIZIŃSKI, KACA 2014]. W ramach województwa może być przeprowadzona uściślająca analiza. Wymaga to dokładniejszych ocen na poziomie lokalnym (powiaty i gminy) na podstawie proponowanego drugiego sposobu rankingowania, w którym do wyboru i nadawania wag proponowanym wskaźnikom wykorzystuje się lokalnych i regionalnych ekspertów oraz przedstawicieli samorządów. Z przeprowadzonych porównań międzywojewódzkich wynika, że ze względu na uwarunkowania produkcyjno-ekonomiczne rozwój melioracji w województwie w najbliższych latach jest bardzo celowy i uzasadniony. Dobra struktura obszarowa gospodarstw i jedne z najlepszych wyników produkcyjnych uzasadniają nakłady na gospodarkę wodno-melioracyjną. 5.5. OCENA POTRZEB ROZWOJU ODWODNIEŃ I NAWODNIEŃ WEDŁUG WSKAŹNIKÓW ŚRODOWISKOWYCH Przyjęto założenie, że o przyrodniczo-ekologicznych uwarunkowaniach rozwoju melioracji w skali powiatów w dużej mierze decyduje udział w ich powierzchni różnych, wielkoobszarowych form ochrony przyrody: parków narodowych, parków krajobrazowych, obszarów chronionego krajobrazu, obszarów Natura 2000. Biorąc pod uwagę zróżnicowaną restrykcyjność ograniczeń związanych z określonymi formami ochrony przyrody o różnej randze, przyjęto arbitralnie punktową skalę ograniczeń rozwoju melioracji, wynikających z rangi i udziału określonych form ochrony przyrody w powierzchni powiatu (tab. 15). Uznano przy tym, że największe ograniczenia przypisane są do kategorii parków narodowych, nieco mniejsze do obszarów Natura 2000, a następnie kolejno do parków krajobrazowych oraz obszarów chronionego krajobrazu. Wagi ograniczeń ustalono, kierując się zapisami ustawy o ochronie przyrody [Ustawa 2004] oraz wiedzą ekspercką w tym zakresie. Tabela 15. Punktowa skala ograniczeń w odniesieniu do rozwoju melioracji Udział formy ochrony w powierzchni powiatu % Wagi ograniczeń w punktach od 0 do 10 na obszarze objętym ochroną parki narodowe obszary Natura 2000 parki krajobrazowe obszary chronionego krajobrazu 0 0 0 0 0 0,1 20,0 2 1 1 0 20,1 40,0 4 2 2 1 40,1 60,0 6 4 3 2 60,1 80,0 8 6 4 3 80,1 100,0 10 8 5 4 Źródło: opracowanie własne.

34 Po analizie wykresu częstotliwości, opracowywanego na podstawie danych punktowych przypisanych do poszczególnych powiatów, przyjęto podział na cztery klasy obiektów, a graniczne wartości określono metodą naturalnych przerw z wykorzystaniem narzędzi dostępnych w oprogramowaniu ArcGIS. Z oprogramowania tego korzystano również do analiz przestrzennych i sporządzania map. Klasy obiektów: 0 2 pkt. ograniczenia małe, 3 5 pkt. ograniczenia umiarkowane, 6 9 pkt. ograniczenia duże, 10 14 pkt. ograniczenia największe. Mapy, będące podstawą analizy, opracowano z wykorzystaniem danych przestrzennych obrazujących granice powiatów (wg stanu na rok 2011) pochodzących z Państwowego Rejestru Granic [Dane przestrzenne ] oraz danych statystycznych o powierzchni obszarów chronionych w poszczególnych powiatach [GUS 2012], uzupełnionych o analizę danych przestrzennych, pochodzących z portali internetowych Generalnej Dyrekcji Ochrony Środowiska [Geoserwis niedatowane] i Europejskiej Agencji Środowiska (EEA) [Natura 2000 ] rysunek 3. Analiza danych przestrzennych i statystycznych umożliwiła przypisanie poszczególnym powiatom (z wyłączeniem miast na prawach powiatu) procentowego udziału, który w całkowitej ich powierzchni zajmują poszczególne wielkoobszarowe formy ochrony przyrody: parki narodowe, parki krajobrazowe, obszary chronionego krajobrazu, obszary Natura 2000. Dane te zostały następnie zwizualizowane metodą kartogramu, z przyjęciem podziału na 5 równych przedziałów procentowych i osobną klasę dla wartości zerowych. Na terenie województwa wielkopolskiego znajduje się jeden park narodowy (Wielkopolski PN) oraz 11 parków krajobrazowych. Obszary specjalnej ochrony ptaków Natura 2000 zajmują 13,7% powierzchni województwa, a specjalne obszary ochrony siedlisk 8,1%. Największe ograniczenia dla melioracji (10 14 pkt.) dotyczą powiatu międzychodzkiego ze względu na obecność dwóch parków krajobrazowych oraz sieci Natura 2000. Powiat jest silnie zalesiony. Skala ograniczeń w zakresie 6 9 pkt. dotyczy powiatu czarnkowsko-trzcianeckiego, gdzie znajduje się fragment Drawieńskiego Parku Narodowego. 6. PLANOWANY ZAKRES ORAZ KOSZTY UTRZYMYWANIA I ODBUDOWY/MODERNIZACJI URZĄDZEŃ W WOJEWÓDZTWIE Zakres utrzymywania i zakres odbudowy/modernizacji urządzeń w województwie pozostają w związku ze wskaźnikiem względnej zasadności rozwoju melioracji wsk w województwie. Wartość tego wskaźnika charakteryzuje zasadność rozwoju melioracji w województwie w stosunku do zasadności rozwoju melioracji w pozostałych województwach (stąd w nazwie określenie względna ). Zgodnie z przyjętą klasyfikacją [KACA 2015b, c] i wartościami wskaźnika wsk (tab. 16), w województwie wielkopolskim zasadność rozwoju melioracji (odwodnień, nawodnień, odwodnień i nawod-

Rys. 3. Wyniki analizy ograniczeń rozwoju melioracji w województwie wielkopolskim wynikających z udziału w powierzchni powiatów wielkoobszarowych form ochrony przyrody; stan na rok 2011; źródło: opracowanie własne wg danych GUS, GDOŚ, EEA i PRG 35